Eine Kastellburg ist eine Burgform, die aus dem Mittelmeerraum ab der Zeit der Kreuzzüge, spätestens jedoch mit der Einführung der Feuerwaffen, also in der Spätzeit des Burgenbaus, in Europa Fuß fasste. Sie beschreibt die neuzeitliche Form des Kastells.
In einer Kastellburg sind die Gebäude an der Innenseite des meist viereckigen beziehungsweise gleichmäßigen Mauerzuges angeordnet. Die Außenmauern der Gebäude sind dementsprechend stark und nur durch die notwendigsten Maueröffnungen unterbrochen. Meist befinden sich auf den Mauern Wehrgänge, die mit der Nutzung von Feuerwaffen zunehmend auch überdacht sind.
Die Ecken dieses Gebäudegevierts können durch Türme verstärkt sein. Oft befindet sich ein zusätzlicher Mauerzug vor dem Gebäudekomplex, an dessen Ecken runde Bastionen ein Bestreichen der Seiten ermöglichten.
Abhängig von der Lage der Kastellburg befindet sich ein Wassergraben oder ein Halsgraben an der Torseite oder der am meisten gefährdeten Seite der Burg.
Die sich so ergebende quadratische Form der gotischen Burg kann als Vorläufer des Renaissanceschlosses gesehen werden. Sie stellt idealtypisch den Übergang vom Burgenbau zum – noch befestigten – Schlossbau, dem sogenannten Burgschloss der Frühen Neuzeit dar.
Kastellburgen, und Burgschlösser allgemein, wurden in der Frühen Neuzeit oft nachträglich mit Rundbastionen, winkligen Bastionen, Rondellen oder Geschütztürmen zu Festungsanlagen ausgebaut oder gleich als solche während der Spätgotik oder Renaissancezeit neu errichtet. Beispielsweise: